Морфофункциональные особенности эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы в зависимости от генотипа

Кожа у млекопитающих представляет собой универсальную полифункцио-нальную барьерную систему, объединяющую в себе структуры, которые обеспечивают естественную резистентность, неспецифическую иммунологическую реактивность, терморегуляцию, экскрецию и экс-терорецепцию [4].

Стабильность барьерных свойств кожи определяется прежде всего физикохимическими свойствами эпидермиса [8]. Именно эпидермальный барьер является физическим барьером, обеспечивающим защиту организма на границе двух сред [10].

В современной научной литературе, эпидермальный барьер – это собирательное название, подчеркивающее одну из основных функций эпидермиса – быть преградой на пути свободного проникновения различных соединений в организм и из него [9].

У человека эпидермальный барьер кожи хорошо изучен и установлено, что нарушению его функциональной активности могут способствовать различные факторы: климатические, не правильный уход за кожей, стрессы, медикаментозное лечение, генетическая предрасположенность, возраст, патологические состояния [5]. У животных эпидермальный барьер кожи, на наш взгляд, изучен неполно. Учитывая, что кожный покров у животных является индикатором физиологического состояния и интерьера [7], накопление знаний о строении и функциях кожи даст возможность решать важнейшие практические вопросы формирования продуктивности и здоровья животных. Считаем, что это направление научных исследований также может послужить одним из подходов оценки конституциональной крепости животных, характера наследования структур, связанных с жизнеспособностью и адаптационными качествами, оптимизирует подбор пар животных при разведении и селекции.

Учитывая, что кожа млекопитающих характеризуется многообразием видовых, породных, возрастных морфофункциональных особенностей, обеспечивающих участие кожного покрова в защитноадаптационных реакциях [2 ,6, 7], целью нашего исследования стало, изучение морфофункциональных особенностей эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы в зависимости от генотипа.

Материал и методы исследований. Исследования были проведены на свиньях, содержащихся в условиях ООО «Племзавод «Беловодский»» Луганской области на Украине.

Чистопородные хрячки полтавской мясной породы по принципу пар-аналогов были разделены на две группы: I группа – животные, заводских линий, полученные «в чистоте» (16 голов), II группа – животные, полученные методом «прилития крови» и содержащие 12,5 % крови финского ландраса (14 голов). Условия кормления и содержания всех групп соответствовали нормам кормления Института свиноводства и агропромышленного производства НААН Украины с учетом возраста, живой массы и физиологического состояния. Тип кормления – концентратный с использованием кормов собственного производства.

Данные о генотипе и селекционногенетических показателях хрячков были взяты из материалов племенного и зоотехнического учёта. Исследования были проведены при достижении животными живой массы 100 кг.

Взятие образцов и изучение морфофункционального строения кожи животных проводили согласно методике Г.Д. Кацы (2013) [4]. В коже хрячков определяли толщину рогового слоя (как внешний слоя эпителия) и толщину подлежащих слоёв эпителия (как внутренние подлежащие слои эпителия), длину выступов эпидермиса в десятикратной повторяемости. На основании первичных данных рассчитывали общую толщину эпидермиса, соотношение внешнего и внутренних слоёв эпидермиса.

Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакета компьютерных программ STATISTICA (6.0). Оценка степени соответствия параметров нормальному распределению осуществлялась с использованием числовых характеристик – коэффициента ассиметрии и эксцесса, а также графическим методом. Вычисляли среднюю величину признака (М), ошибку средней (m M ), достоверность разницы средних значений (р), коэффициент вариации (Cv), значения минимальной и максимальной вариант совокупности (lim), размах вариации (R), границы 95 % доверительного интервала генеральной средней (M-tm÷M+tm).

Результат исследований. К факторам, определяющим защитную функцию эпителия, прежде всего относят целостность и толщину пласта эпителия. Эпидермис кожи исследуемых животных обеих групп представлен хорошо развитым многослойным плоским эпителием. Наибольшего развития эпидермис достигает на коже хрячков финского ландраса, превышая показатели животных, полученных в чистоте, на 1,73 мкм или 2,13 % (Таблица 1), однако установленная разница была только физической.

Согласно данным литературы [3, 6], утолщение эпителиального пласта неизбежно связано с действием внешних факторов и приводит к ухудшению его питания. В кожном покрове животных для улучшения питания эпителия и увеличения прочности взаимного сцепления эпидермиса и дермы, выступами эпидермиса образуются сосочки соединительной ткани, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы [1]. Эпидермис кожи хрячков полтавской мясной породы обеих групп образует хорошо видимые длинные выступы, внедряющиеся в дерму, как правило, перпендикулярно к поверхности кожи. Существенной разницы между их длиной у животных обеих групп установлено не было. Преимущество животных с кровью финского ландраса составило лишь 0,45 мкм или 0,47 %. Следует отметить, что данные показатели в сравнении с другими изученными показателями эпителия имеют самые низкие значения групповой изменчивости.

Важнейшей составной частью эпидермального барьера, от которой зависит его функциональная активность, является роговой слой. Он играет определяющую роль в формировании защитного барьера [11]. Некоторые авторы [5] определяют эпидермальный барьер как собирательное понятие, характеризующее именно роговой слой, его состояние и происходящие в нём процессы.

Прилитие крови финского ладраса у хрячков полтавской мясной породы привело к изменению, как качественных, так и количественных показателей рогового слоя.

Роговой слой на многих участках эпидермиса исследуемых хрячков обеих групп слущен. У животных с кровью финского ландраса роговой слой более толстый (физическая разница составляет 2,74 мкм или 13,59 %), более подвержен роговому перерождению, более рыхлый, с ясно выраженной волокнистостью. Согласно данным Соколова В.Е. (1973) [6], при увеличении толщины рогового слоя в условиях выполнения защитных функций у наземных млекопитающих происходит его уплотнение. Нами установлено, что наиболее плотный роговой слой наблюдается у чистопородных хрячков, то есть имеющих менее толстый роговой слой.

Сопоставление рогового слоя с толщиной эпидермиса также показало, преимущество развития рогового слоя у животных при изменении генотипа.

Утолщение рогового слоя у исследуемых животных является, вероятно, приспособлением к данным природнотехнологическим условиям. Свидетельством данного факта может являться и рыхлость рогового слоя (воздух, заключённый между чешуйками, обладает наилучшими термоизоляционными свойствами [1]), и обильная липидная мантия рогового слоя. Липиды кожного покрова играют ключевую роль в формировании водного барьера, препятствуя трансэпидермальной потере воды и обеспечивая водонепроницаемость эпидермиса. Кроме того, липиды составляют особый межклеточный матрикс, который выполняет роль цементирующего вещества и обеспечивает целостность кожи [11]. Липидная мантия на поверхности эпидермиса встречалась не у всех животных. В I группе число особей, имеющих липидную мантию, составило 56,25 %, во II группе – 64,28 %. Однако липидный слой эпидермиса животных «чистых» генотипов отличался большей равномерностью, однородностью и суда-нофилией (Рисунок 1, 2).

Таблица 1 – Морфофункциональные показатели эпидермиса хрячков полтавской мясной породы различных генотипов, (M±m)

Показатель	Генотип
	животные, полученные «в чистоте»	животные, полученные методом «прилития крови» финского ландраса
	I группа, (n=16)	II группа, (n=14)
Толщина эпидермиса, мкм	79,38±4,12	81,11±2,91
Lim (R)	48,94-99,15 (50,21)	60,88-109,01 (48,13)
M-tm÷M+tm	70,59÷88,17 (17,58)	74,82÷87,4 (12,58)
Cv,%	20,77	13,43
Длина выступов эпидермиса, мкм	95,93±3,36	96,38±3,1
Lim (R)	67,7-118,72 (51,02)	75,72-121,04 (45,32)
M-tm÷M+tm	88,76÷103,1 (14,34)	89,68÷103,08 (13,4)
Cv,%	14,02	12,04
Толщина рогового слоя (внешнего слоя эпидермиса), мкм	17,42±1,02	20,16±1,17
Lim (R)	12,46-26,29 (13,83)	14,2-27,69 (13,49)
M-tm÷M+tm	15,25÷19,59 (4,34)	17,63÷22,7 (5,07)
Cv,%	23,36	21,78
Толщина рогового слоя по отношению к толщине эпидермиса,%	21,95±1,82	24,85±1,01
Lim (R)	15,48-46,41 (30,93)	19,44-32,16 (12,72)
M-tm÷M+tm	19,29÷27,06 (7,77)	22,59÷26,96 (4,37)
Cv,%	31,41	15,29
Толщина внутренних подлежащих слоёв эпидермиса, мкм	61,96±3,14	60,95±2,2
Lim (R)	35,47-79,86 (44,39)	46,31-81,89 (35,58)
M-tm÷M+tm	57,76÷71,13 (13,37)	56,24÷65,79 (9,55)
Cv,%	25,24	13,55
Соотношение внешнего и внутренних подлежащих слоёв эпидермиса	0,28±0,015	0,33±0,017 ⃰
Lim (R)	0,18-0,38 (0,2)	0,24-0,46 (0,22)
M-tm÷M+tm	0,24÷0,31 (0,07)	0,29÷0,37 (0,08)
Cv,%	22,5	20,3

* - вероятность разницы между группами р≤0,05.

Рисунок 1 – Эпидермис хрячков полтавской мясной породы, полученных «в чистоте» в возрасте достижения живой массы 100 кг (вертикальный срез х 400). (Окраска судан III и гематоксилин Караччи): а – роговой слой с липидной мантией

Рисунок 2 – Эпидермис хрячков полтавской мясной породы, полученных «прилитием крови» финского ландраса в возрасте достижения живой массы 100 кг (вертикальный срез х 400). (Окраска судан III и гематоксилин Караччи): а – роговой слой с липидной мантией

Большее количество животных с липидной мантией и неравномерность её расположения могут свидетельствовать о нестабильности структуры рогового слоя, который, видимо, подвержен деструктивным изменениям у хрячков с кровью финского ландраса.

Эти отличия в структуре рогового слоя указывают на его различную защитную, метаболическую и регуляторную функции, что отражает, видимо, генотипические различия.

Внутренние подлежащие слои эпидермиса хорошо развиты у всех хрячков, но их общая толщина у животных с кровью финского ландраса не существенно уступает показателю животных, полученных «в чистоте», на 1,01 мкм или 1,63 %. Однако при сопоставлении с толщиной рогового слоя (внешнего слоя) установлено достоверное преимущество толщины внутренних подлежащих слоёв эпидермиса хрячков, полученных «в чистоте». Полученная разница в соотношениях внешнего и внутренних слоёв эпидермиса между хрячками разных генотипов составила 15,15 % (р≤0,05).

Внутренние подлежащие слои эпидермиса хрячков, полученных «в чистоте», являются наиболее физиологически активными слоями, в большей степени подвергаются функциональным нагрузкам и более широко участвуют в приспособлении, о чём свидетельствует наибольший установленный показатель коэффициента вариации (Cv). У животных с кровью финского ландраса основная функциональная нагрузка приходится на роговой слой.

Однофакторный дисперсионный анализ позволил установить достоверное влияние прилития крови финского ланд-раса на соотношение рогового (внешнего) и внутренних подлежащих слоёв эпидермиса (F=5,12, p=0,032). Влияние организованного фактора на признак составило 15,45 %.

Изученные показатели всех слоёв эпидермиса у хрячков полтавской мясной породы имели значения изменчивости, не превышающие 33 %, что свидетельствует об однородности полученных результатов. Установлено, что показатели эпидермиса хрячков полтавской мясной породы в основном имеют средний уровень варьирования (Cv).

В то же время прилитие крови финского ландраса приводит к значительному снижению изменчивости по всем изученным показателям эпидермиса, но способствует смещению размаха изменчивости и доверительного интервала в сторону увеличения вариант. Такое смещение в данном случае может указывать на несоответствие между физиологическим состоянием организма и внешними факторами. В результате этого защитные системы организма испытывают большую функциональную нагрузку.

У животных, «полученных в чистоте», минимальные и максимальные варианты совокупности значительно ниже, несмотря на больший размах вариации (R). Нижние границы доверительных интервалов средних у хрячков этой группы ниже, а верхние границы – практически находятся на одном уровне (за исключением показателя толщины внутренних подлежащих слоёв эпидермиса), что указывает на значительные резервы увеличения защитных свойств организма в случае отбора из стада особей этого класса.

Заключение. Результаты исследования эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы позволили установить отличия в её морфофункциональных особенностях у животных разного генотипа.

Использование метода «прилитие крови» для создания новых линий и семейств свиней, вызывает неблагоприятные изменения в показателях эпидермального барьера кожи. У хрячков нового генотипа отмечается напряжение функциональной активности защитных факторов эпидермального барьера при их некоторой дестабилизации. В тоже время необходимо обратить внимание на значительные возможности защиты эпидермального барьера кожи у отдельных животных полтавской мясной породы, полученных в чистоте, и активнее включать их в селекционный процесс с целью получения более крепких и устойчивых к действию данных природно-технологических факторов особей.

Резюме

Накопление знаний о строении и функциях эпидермиса даст возможность решать важнейшие практические задачи формирования продуктивности и здоровья животных. Исследование проведено на двух породных группах: 1) хрячки, полученные «в чистоте», 2) хрячки, полученные с «прилитием крови» финского ландраса. Исследования были проведены при достижении животными живой массы 100 кг и проведении «контрольного убоя». Результаты исследования эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы позволили установить достоверные отличия в соотношении основных слоёв эпидермиса у животных разного генотипа. При этом влияние генотипа составило 15,45%. Животные с кровью финского ландраса имеют более низкие биологические возможности к жизнедеятельности в данных природно-климатических и технологических условиях, то есть менее перспективны для дальнейшей селекционной работы.